W XII wieku romański kościół został powiększony o dzwonnicę i kaplicę poświęconą Matce Boskiej. Kościół był miejscem obrad , który rozpoczął się 13 stycznia 1129 r. i którego gospodarzem był papież Honoriusz II. Pod naciskiem św. Bernarda z Clairvaux synod nadał oficjalny status Zakonowi Templariuszy, który zyskał ogromne wpływy w całym chrześcijaństwie.
Gotycka katedra W 1188 roku pożar zniszczył znaczną część miasta i poważnie uszkodził katedrę. Odbudowa rozpoczęła się w 1199 lub 1200 roku, zainicjowana przez biskupa Garniera de Traînel. Po rozpoczęciu budowy biskup wyruszył w 1204 roku na czwartą krucjatę i przywiózł do Troyes zbiór cennych relikwii do skarbca katedralnego.
Nowy kościół został zbudowany w stylu wczesnogotyckim, inspirowanym wcześniejszą bazyliką Saint Denis i , a także katedrą w Chartres i katedrą Notre Dame w Paryżu, które były budowane w tym samym czasie. W 1220 roku prace były już zaawansowane, ukończono dolne partie i rozpoczęto budowę górnych ścian. Niestety, w 1228 roku huragan uderzył w niedokończoną budowlę, niszcząc dolną nawę boczną po południowej stronie chóru i uszkadzając górne ściany. Górne ściany odbudowano w latach 1235–1240, a budowniczowie wykorzystali dodatkowy czas, aby zastosować bardziej nowoczesny element, po raz pierwszy użyty w bazylice Saint-Denis.